宇宙到底是什么?我們地球所存在的就是宇宙之內(nèi)，而你是否有想過，宇宙外面的世界到底是什么樣的?而對(duì)于宇宙的創(chuàng)生到最后的結(jié)局，你是否多知道這些其中的秘密到底是如何的嗎?對(duì)于宇宙外面的世界。究竟是以怎樣的形態(tài)來(lái)一直存再下去的，一起來(lái)看看宇宙的秘密 宇宙外面是什么樣的世界吧。

目錄

◆宇宙的起源到最后的結(jié)局◆

◆宇宙的結(jié)局◆

◆霍金告訴你宇宙外面是什么◆

◆什么是宇宙◆

宇宙的起源到最后的結(jié)局

宇宙的創(chuàng)生

爆炸之初，物質(zhì)只能以中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在。宇宙爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，并復(fù)合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星云，星云進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗?/p>

暴漲模型允許宇宙的物質(zhì)和能量從無(wú)中產(chǎn)生。大統(tǒng)一理論認(rèn)為，重子數(shù)允許不守恒，而宇宙中的引力能可粗略地說(shuō)是負(fù)的，并精確地抵消非引力能，總能量為零，因此宇宙從無(wú)中演化是可能的。

“無(wú)”并非是絕對(duì)的虛無(wú)，真空能恰恰是一種特殊的物質(zhì)和能量形式。如果進(jìn)一步說(shuō)真空能起源于“無(wú)”，那么這個(gè)“無(wú)”也只能是一種未知的物質(zhì)和能量形式。從現(xiàn)代物理學(xué)的觀點(diǎn)看，真空也可視為物質(zhì)。

宇宙不論多么巨大，作為一個(gè)有限的物質(zhì)體系 ，也有其產(chǎn)生、發(fā)展和滅亡的歷史。暴漲模型認(rèn)為宇宙中的物質(zhì)與能量形式不是永恒的，把“無(wú)”作為一種未知的物質(zhì)和能量形式，在認(rèn)識(shí)論和方法論上有一定意義。

現(xiàn)代宇宙學(xué)不是晦澀無(wú)用的哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測(cè)、數(shù)學(xué)模型、物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代科學(xué)，

完全有能力認(rèn)知宇宙的奧秘。天文學(xué)家們指出，大爆炸必然會(huì)發(fā)生，原因是“虛空”本質(zhì)上是不穩(wěn)定的，可以從量子力學(xué)和廣義相對(duì)論中推導(dǎo)出來(lái)。在量子力學(xué)的尺度，空間將不穩(wěn)定，不再顯示平滑和連續(xù)，空間和時(shí)間失去穩(wěn)定性，混雜形成時(shí)空的泡沫，微小的時(shí)空泡可以自發(fā)形成。量子化的時(shí)空產(chǎn)生漲落，宇宙產(chǎn)生于“虛空”。

不斷膨脹

暗能量占據(jù)宇宙全部物質(zhì)的74%，它是宇宙加速膨脹的推手。宇宙的膨脹進(jìn)程處于兩種相克的力量平衡之中，如同陰陽(yáng)相克。其中的一種力量是引力，它們的作用使膨脹減速，而另一種強(qiáng)大的反制力量則是暗能量，它使宇宙加速膨脹。而現(xiàn)在看來(lái)，暗能量勝出了。 宇宙中可見物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以把宇宙連成一片，如果不是存在一種神秘而不可見的物質(zhì)，星系早就分崩離析?？茖W(xué)家把這種看不見的神秘物質(zhì)稱為“暗物質(zhì)”。暗物質(zhì)是促使宇宙膨脹時(shí)在自身引力下形成特定結(jié)構(gòu)的首要物質(zhì)類型。 天文觀測(cè)表明我們的宇宙在做加速膨脹運(yùn)動(dòng)。

理論上存在某種臨界密度。如果平均密度小于臨界密度，宇宙就會(huì)一直膨脹下去，稱為“開宇宙”;要是平均密度大于臨界密度，膨脹過程遲早會(huì)停下來(lái)并收縮，稱為“閉宇宙”。

目前來(lái)看，開宇宙的可能性大一些。

加速膨脹

諾貝爾獎(jiǎng)獲得者布萊恩·施密特指出：“物質(zhì)與物質(zhì)之間的空間正在加大。“

2011年，布萊恩·施密特和他的同事因利用“超新星”作為“宇宙探測(cè)器”發(fā)現(xiàn)宇宙的加速膨脹而獲得了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，在研究之初，他們的想法是測(cè)量宇宙的膨脹速度如何因?yàn)槿f(wàn)有引力的作用而減緩，而最終的發(fā)現(xiàn)卻出乎人們的意料，事實(shí)證明，宇宙的膨脹速度越來(lái)越快。他解釋道：“我們觀察物體遠(yuǎn)離我們的速度，就像多普勒雷達(dá)采用多普勒頻移來(lái)定位、測(cè)量一樣。我們測(cè)量距離以及這些動(dòng)作劃分的距離，從而計(jì)算出宇宙的膨脹速度。我們的測(cè)量方法就是觀察遙遠(yuǎn)的物體，在不同的時(shí)間做同樣的測(cè)量，通過比較得出結(jié)論。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。通過比較過去與現(xiàn)在測(cè)量的不同距離，我們得知現(xiàn)在宇宙的膨脹速度比以往快很多。“

研究人員計(jì)算出目前的宇宙膨脹速度，即所謂哈勃常數(shù)，約為73.2公里/(秒·百萬(wàn)秒差距)。每百萬(wàn)秒差距相當(dāng)于326萬(wàn)光年，因此一個(gè)星系與地球的距離每增加百萬(wàn)秒差距，其遠(yuǎn)離地球的速度每秒就增加73.2公里。這意味著，在98億年內(nèi)，宇宙天體間的距離將擴(kuò)大一倍。

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宇宙的結(jié)局

熱力學(xué)定律不會(huì)讓宇宙獲得永生，新的恒星無(wú)法繼續(xù)形成時(shí)，宇宙抵達(dá)熱寂平衡點(diǎn)，宇宙的狀態(tài)如同誕生之初的那一碗湯狀時(shí)空。熱寂是熱力學(xué)上的終點(diǎn)，整個(gè)宇宙任何一處的溫度都僅僅比絕對(duì)零度高一些，這意味著沒有東西會(huì)幸存下來(lái)。少部分科學(xué)家認(rèn)為，宇宙結(jié)局如果是大坍縮，所有的物質(zhì)最終都會(huì)變成原子狀態(tài)，再經(jīng)過一次偶然的量子漲落，新一輪的大爆炸又形成了，下一個(gè)宇宙誕生。

宇宙學(xué)家認(rèn)為，如果宇宙能量密度等于或者小于臨界密度，膨脹會(huì)逐漸減速，但永遠(yuǎn)不會(huì)停止。恒星形成會(huì)因各個(gè)星系中的星際氣體都被逐漸消耗而最終停止;恒星演化最終導(dǎo)致只剩下白矮星、中子星和黑洞。相當(dāng)緩慢地，這些致密星體彼此的碰撞會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量聚集而陸續(xù)產(chǎn)生更大的黑洞。宇宙的平均溫度會(huì)漸近地趨于絕對(duì)零度，從而達(dá)到所謂大凍結(jié)。此外，倘若質(zhì)子真像標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的那樣是不穩(wěn)定的，重子物質(zhì)最終也會(huì)全部消失，宇宙中只留下輻射和黑洞，而最終黑洞也會(huì)因霍金輻射而全部蒸發(fā)。宇宙的熵會(huì)增加到極點(diǎn)，以致于再也不會(huì)有自組織的能量形式產(chǎn)生，最終宇宙達(dá)到熱寂狀態(tài)。在ΛCDM模型中，暗能量以宇宙學(xué)常數(shù)的形式存在，這個(gè)理論認(rèn)為只有諸如星系等引力束縛系統(tǒng)的物質(zhì)會(huì)聚集，并隨著宇宙的膨脹和冷卻它們也會(huì)到達(dá)熱寂。對(duì)暗能量的其他解釋，例如幻影能量理論則認(rèn)為最終星系群、恒星、行星、原子、原子核以及所有物質(zhì)都會(huì)在一直持續(xù)下去的膨脹中被撕開，即所謂大撕裂。

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霍金告訴你宇宙外面是什么

霍金在文章中指出，宇宙之外這個(gè)問題本身就有問題，因?yàn)槭紫任覀冃枰x什么才是宇宙。

最常見的回答是可觀測(cè)到的宇宙，而這取決于光速。因?yàn)?，除非物體發(fā)出或反射的光線被我們接收到，否則我們永遠(yuǎn)看不到光傳播極限范圍之外的宇宙是什么樣子。

這意味著宇宙的范圍不斷擴(kuò)大，而這種擴(kuò)大的過程是有極限的——這個(gè)極限就是“哈勃體積”。人類的觀測(cè)范圍從沒有超出這條邊界，所以從這點(diǎn)看來(lái)，宇宙之外只是人類還未曾見到過的宇宙。

我們可以在某些方面肯定的說(shuō)宇宙之外是更多的宇宙。天文學(xué)家認(rèn)為太空是無(wú)限的，宇宙之外的空間也和可觀測(cè)到的宇宙一樣充滿了能量、星系等等存在。如果真的是這樣，那么宇宙之外的存在些什么變成了一個(gè)非常奇怪的問題

在哈勃體積之外，你不僅僅會(huì)發(fā)現(xiàn)更多不重樣的行星——看見任何東西都有可能。沒錯(cuò)，任何東西。如果你看的夠遠(yuǎn)你會(huì)看見另一個(gè)宇宙的你，他今天早飯沒有吃雞蛋而是吃的燕麥粥，你會(huì)看見另一個(gè)不吃早飯的你，你會(huì)看見一個(gè)天沒亮就爬起來(lái)?yè)屻y行的你。

實(shí)際上，宇宙論者認(rèn)為如果你觀測(cè)地足夠遠(yuǎn)，你會(huì)進(jìn)入另一個(gè)哈勃體積——一個(gè)完美復(fù)刻版的我們生活的宇宙。

在10的188次方米之外的另一個(gè)宇宙里有一個(gè)和你完全相同的人做著和你完全相同的事情。聽上去不太可能，但是無(wú)限這個(gè)概念比無(wú)限本身還要更加無(wú)限。

這種理論認(rèn)為宇宙無(wú)限，泡沫本身也是無(wú)限(你可以在某個(gè)無(wú)窮集合中挑一個(gè)無(wú)窮數(shù)，還是包含于這個(gè)無(wú)窮集合)。即便你能逃出泡泡的邊界，泡泡外的宇宙空間依然在膨脹，無(wú)論你以多塊的速度追趕你都無(wú)法探索到其它的泡泡。

同時(shí)霍金還提到了平行宇宙的理論，目前接受程度最高的幾種理論中，有一種是弦理論的進(jìn)化版本：認(rèn)為有幾層膜在其它維度震動(dòng)。簡(jiǎn)單的說(shuō)這些漣漪一樣的在11維度震動(dòng)的膜就是我們的宇宙之外的其它宇宙。漣漪運(yùn)動(dòng)效應(yīng)可以幫助解釋已觀測(cè)宇宙的物質(zhì)分布。

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什么是宇宙

要想了解宇宙外面是什么，得先知道什么是宇宙，我們都知道宇宙起源于138.2億年前的大爆炸，并且宇宙是由無(wú)限暗物質(zhì)和無(wú)限空間組成，并處于不斷運(yùn)動(dòng)和發(fā)展中，在時(shí)間上沒有開始沒有結(jié)束，在空間上沒有邊界沒有盡頭。

大爆炸散發(fā)的物質(zhì)在太空中漂游，由許多恒星組成的巨大的星系就是由這些物質(zhì)構(gòu)成的，我們的太陽(yáng)就是這無(wú)數(shù)恒星中的一顆。原本人們想象宇宙會(huì)因引力而不再膨脹，但是，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)宇宙中有一種 “暗能量”會(huì)產(chǎn)生一種斥力而加速宇宙的膨脹。

宇宙中有無(wú)數(shù)的星系、恒星和行星、星云等。宇宙中最多的是恒星，大部分恒星含氫元素最多，其次是氦元素比較多。這說(shuō)明宇宙還很年青。雖然宇宙年齡有137億年，但是，氫、氦作為恒星核聚變的主要原料還沒有完全被消耗。我們可以看到滿天的星光。反之，如果恒星燃料耗盡，宇宙將一片漆黑，我們的宇宙就已經(jīng)老了。

根據(jù)相對(duì)論，信息的傳播速度有限，因此在某些情況下，例如在發(fā)生宇宙膨脹的情況下，距離我們非常遙遠(yuǎn)的區(qū)域中我們將只能收到一小部分區(qū)域的信息，其他部分的信息將永遠(yuǎn)無(wú)法傳播到我們的區(qū)域。可以被我們觀測(cè)到的時(shí)空部分稱為“可觀測(cè)宇宙”、“可見宇宙”或“我們的宇宙”。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，這是由于時(shí)空本身的結(jié)構(gòu)造成的，與我們所用的觀測(cè)設(shè)備沒有關(guān)系。宇宙大約是由4%的普通物質(zhì)，23%的暗物質(zhì)和73%的暗能量構(gòu)成。

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